The roll of GPNMB expressed by tumor associated macrophages related to hepatocellular carcinoma

Research Project

Project/Area Number	21K15978
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research Institution	Kagoshima University
Principal Investigator	熊谷公太郎鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 助教 (80626664)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords	GPNMB / 肝細胞癌 / マクロファージ / 腫瘍関連マクロファージ / 免疫療法
Outline of Research at the Start	肝癌は、本邦において非常に死亡率の高い癌である。現在、様々な癌において免疫チェックポイント阻害剤による癌免疫療法が開始され、効果が得られている。我々は以前より肝細胞癌に発現するGlycoprotein Non-metastatic Melanoma protein B(GPNMB)という糖タンパク質に着目し研究を行い、予備実験による解析で肝細胞癌周囲に浸潤する腫瘍関連マクロファージがGPNMBを発現していることを明らかにした。GPNMBは免疫抑制的に作用することが報告されており、腫瘍周囲の微小環境に影響を与えている可能性が高い。今後この分子を標的とした新規治療薬開発を目指し研究を進めていく。
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、切除不能肝細胞癌に対する新規の分子標的治療薬の開発である。以前より我々は肝細胞癌（HCC）にGPNMBが発現し、その浸潤、転移に影響を与えていることを明らかにしたが、そのメカニズムは未だ不明である。一方でGPNMBはマクロファージ、樹状細胞にも発現し、免疫抑制的に作用することも報告されている。我々は、GPNMB変異マウスを用いて、がん微小環境においてGPNMBが与えている影響について検討した。前年度はDENを用いた自然発癌モデルを試みたが死亡率が高く、中止し、今年度はC57BL6を背景とした野生型（WT）およびGPNMB変異型（R150X）マウスを用いて、マウス肝癌細胞であるHepa1-6（2×106 cells/mouse）を脾臓に注射する肝転移モデルを作成し、死亡率も低く、評価可能なモデルを確立した。結果としては、WTに比し、R150Xでは肝組織における腫瘍面積が有意に縮小していた（WT vs R150X 5.635% vs 1.200%, p = 0.0456）。CD3+CD4+T細胞（22.2% vs 23.0%）、CD3+CD8+T細胞（40.9% vs 44.1%）に差はなかったが、WTに比し、R150XでCD3+CD4+T細胞はT-bet+が増加し（31.0% vs 66.8%）、Foxp3+が低下した（49.6% vs 39.5%）。CD3+CD8+細胞はPD-1発現が低下し（89.5% vs 73.3%）、CD68+マクロファージはPD-L1発現が低下していた（58.6% vs 39.2%）。以上の結果から、GPNMBは、がん微小環境において浸潤するCD4+T細胞を制御性T細胞に誘導し、CD8+T細胞のPD-1発現ならびにCD68+マクロファージのPD-L1発現が亢進し、癌の発育に対して促進的に作用している可能性が示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason マウス肝癌細胞の脾臓注入モデルを確立し、肝組織内での肝がんの評価が簡便となり、解析結果も順調に得られている。
Strategy for Future Research Activity	今年度の検討で肝細胞癌とその周囲の免疫細胞の変化にGPNMBがどのように関与しているかが明らかになってきた。今後は臨床応用に向け、肝癌移植後の抗GPNMB抗体やその他の免疫療法薬を併用し、治療効果を評価する予定である。